Flussgebietsbewirtschaftung im Wandel der Zeit am Beispiel der Erft
Ulrich Kern, Erftverband, BergheimE-mail: [email protected]
Geoökologisches Kolloquium „Geoökologen in der Praxis“ 31. Oktober 2002, TU Braunschweig
Gliederung
Flussgebietsbewirtschaftung im Wandel –Rückblende am Beispiel der Erft
Flussgebietsbewirtschaftung als Zukunftsaufgabe
Fazit
Einzugsgebiet Erft
Fläche: 1797 km²Gewässerlauf: 103 km Mittlerer Abfluss: 10 m³/s
NRW
Niederschlag
Mittlerer Jahresniederschlag:673 mm
Bodentypen
Landnutzung
Verstromung der Braunkohle
Braunkohlentagebau
Bevölkerungsdichte 642 EW/km²
Landwirtschaft- Zuckerrüben- Getreide- Gemüse
Rückblende am Beispiel der Erft – Phase I
Probleme: Permanente HochwassergefahrGroßflächige VernässungFiebererkrankungen
1850 1950 20001930 1980Zeit
Erftaue, 1807
Öffentliches Interesse: EnergieerzeugungBewirtschaftungsziel: WasserkraftnutzungMaßnahme: Mühlenstaue
Rückblende am Beispiel der Erft – Phase II
Öffentliches Interesse: Volksgesundheit KulturlandgewinnungIndustrieansiedlung in der Aue
Probleme: Unterhaltungsaufwand für die KanäleHochwassergefahr im Winter
Wiesenbewässerung bei Gymnich um 1900
Maßnahmen: Erftregulierung mit FlutkanalMeliorationsmaßnahmen
Bewirtschaftungsziele: Hochwasserschutz Bodenverbesserung/GW-Spiegelabsenkung Industrielle Brauchwasserversorgung
1850 1950 20001930 1980Zeit
Rückblende am Beispiel der Erft – Phase III
Probleme: Gewässerstrukturelle DefiziteVerlust an Hochwasserretentionsraum
Öffentliches Interesse: Verstromung der BraunkohleNutzungsintensivierung in der Aue
Bewirtschaftungsziele: Vorflut für Sümpfungs- und HochwasserSaprobielle Güteklasse II
Erft vor und nach Ausbau bei Vernich, 1970
Maßnahmen: Gewässerausbau, -verlegungenKläranlagenausbau
1850 1950 20001930 1980Zeit
Probleme: Gewässergüteprobleme (T, Fe, O2) Keine gewässerökologische ZielerreichungRückbauerfordernis (rückläufige Sümpfung)
Abfluss
Zeit
Rückblende am Beispiel der Erft – Phase IV
Öffentliches Interesse: Nutzungsvielfalt (Freizeit, Erholung)
Wiederherstellung einer alten Erftschlinge bei Kerpen-Mödrath, 1994
Maßnahmen: Gewässerrenaturierung
Bewirtschaftungsziele: Revitalisierung der Gewässer
1850 1950 20001930 1980Zeit
Eisenabsetzanlage für gehobenes Grundwasser aus dem Tagebau Hambach, Inbetriebnahme 1995
Rückblende am Beispiel der Erft – Phase IV
1850 1950 20001930 1980Zeit
Tauchschachtbelüftung zur Sauerstoffanreicherung des Grundwassers im wasserbaulichen Modellversuch, RWTH Aachen, 2001
Rückblende am Beispiel der Erft – Phase IV
Tauchschachtbelüftung zur Sauerstoffanreicherung, Testanlage im Tagebau Hambach, 2001
Rückblende am Beispiel der Erft – Phase IV
Rückblende – Fazit:
Gesellschaft
Öffentliches Interesse
Wasserbau undWasserwirtschaft
Maßnahmen
Bewirtschaftungsziel(= gesellschaftlicher
Auftrag)
Driving forces of environmental change
Pressureson theenvironment
State of the environment
ProblemeImpactson economy, ecosystems,..
Responseof the society
DPSIR-Prozess
Dynamischer Prozess
Gliederung
Flussgebietsbewirtschaftung im Wandel –Rückblende am Beispiel der Erft
Flussgebietsbewirtschaftung als Zukunftsaufgabe
Fazit
Nachhaltige Wasserwirtschaft – 3 Dimensionen
Gesundheit vonTieren und Pflanzen
Gewässernutzung
Sicherheit
Erholungsräume
Kulturerhaltung
Gesundheit desMenschen
Lebensräume
Wasserversorgung
Wasserqualität
Wasserkreislauf
Schadenminderung
Artenvielfalt
Gesellschaft
Umwelt
Wirtschaft
Interessenausgleich
NachhaltigeWasserwirtschaft
NutzungsorientierteWasserwirtschaft
ÖkologischeWasserwirtschaft
Nachhaltige Wasserwirtschaft - Grundsätze
RegionalitätsprinzipWasserscheiden
beachten
Reversibilitätsprinzip
Umkehrbarkeit von Maßnahmen
IntergenerationsprinzipAuswirkungen auf
kommende Generationen
Verursacherprinzip
Ressourcennutzer undVerschmutzer zahlen
VorsorgeprinzipBeachtung von
Schadensrisiken
QuellenreduktionsprinzipEmissionsminderung
RessourcenminimierungssprinzipMinimierung der
Massen- und Energieströme
KooperationsprinzipBeteiligung und Dialog
IntegrationsprinzipGanzheitliche
Betrachtungsweise
NachhaltigeWasserwirtschaft
Gesellschaft
Umwelt
Wirtschaft
nach Kahlenborn & Kraemer (1999), geändert
ÖkoeffizienzprinzipKostenwirksamkeit
von Maßnahmen beachten
Nachhaltige Wasserwirtschaft - Transformation
NachhaltigeWasserwirtschaft
Praktisches Handeln
AbwägungsprozessLern- und Bewertungs- und Prüfsysteme
(Nachhaltigkeitsindikatoren)Diskurs mit Anliegern
Wirtschaft Gesellschaft
Umwelt
Bestandsaufnahme, Monitoring, Planung
4%
Maßnahmen für gutes ökologisches Potenzial
15%
Maßnahmen zur Herstellung des guten
Zustands der Gew ässer
81%
40 Mrd. EUR
Daten aus ATV-DVWK (2002)
Kostenschätzung für Deutschland(bis 2015)
Europäische Wasserrahmenrichtlinie (WRRL)
Öffentlichkeitsbeteiligung
Bewirtschaftungsplänefür die Flussgebietseinheiten
Bestands-aufnahme
Gewässer-überwachung
Defizit-analyse
gewässertypen-bezogen
Maßnahmenprogramme
Erreichen der
UmweltzieleUmwelt-
ziele
Fristenplan
Bewirtschaftungsplanung - Methodik
Ist-Zustand
Ökologischer Zustandanhand biologischer Indikatoren
Belastungenanhand hydrologischer,
morphologischer und physikalisch-chemischer Indikatoren
Leitbild
minus
Restriktionen
gleich
Entwicklungsziel(Soll-Zustand)
Sanierungsbedarf
Bewirtschaftungsplan
mit
Maßnahmenkatalog inklusive Kosten
plus
Prognosen derUmweltwirkung
gleich
Ökoeffizienz
Maßnahmenwahl ?
Wirkungsprognose ?
Einflüsse des Menschen auf Fließgewässer
Gewässerausbau/-unterhaltung
Wasserkraft WasserentnahmeBrauchwassereinleitung
Lebens-gemeinschaften
Land/Wasservernetzung
Wasser-beschaffenheit
Gewässer-struktur
Abfluss-verhalten
BORCHARDT (1998), geändert
SiedlungsentwässerungLandwirtschaft
Andere diffuse Quellen
Freizeitnutzung Fischerei
Handlungsfelder zur Gewässersanierung
Lebens-gemeinschaften
Wasser-beschaffenheit
Gewässer-struktur
Land/Wasservernetzung
Abfluss-verhalten
Besiedelungsdynamik
- Sicherung vonRefugialräumen
- Aufbau standortgerechterArtenbestände
Handlungsfelder zur Gewässersanierung
Lebens-gemeinschaften
Wasser-beschaffenheit
Gewässer-struktur
Land/Wasservernetzung
Abfluss-verhalten
Gewässerbettdynamik- Uferentfesselung- Laufverlängerung - Ökolog. Durchgängigkeit
Handlungsfelder zur Gewässersanierung
Lebens-gemeinschaften
Wasser-beschaffenheit
Gewässer-struktur
Land/Wasservernetzung
Abfluss-verhalten
Abflussdynamik- Abflussretention- Einleitung/Entnahme- Sicherung von
Mindestabflüssen
Handlungsfelder zur Gewässersanierung
Lebens-gemeinschaften
Wasser-beschaffenheit
Gewässer-struktur
Land/Wasservernetzung
Abfluss-verhalten
Auendynamik- Deichrückverlegung- Anhebung der Flusssohle- Angepasste Nutzungen
in der Aue
Handlungsfelder zur Gewässersanierung
Lebens-gemeinschaften
Wasser-beschaffenheit
Gewässer-struktur
Land/Wasservernetzung
Abfluss-verhalten
Stoffdynamik- Reduktion der stofflichen
Einträge
- Stärkung desSelbstreinigungsvermögens
Handlungsfelder zur Gewässersanierung
Lebens-gemeinschaften
Wasser-beschaffenheit
Gewässer-struktur
Land/Wasservernetzung
Abfluss-verhalten
VielfältigeHandlungsoptionen !
Stoffdynamik
Auendynamik
Abflussdynamik
Gewässerbettdynamik
Besiedelungsdynamik
Bsp: Wanderfischprogramm
Ziel: Wiedereinbürgerung des Lachses
Ursache: Kritische Sauerstoffverhältnisse im PorenlückensystemErgebnis: Reproduktion des Fischbestandes gestört
Lebens-gemeinschaften
Wasser-beschaffenheit
Gewässer-struktur
Land/Wasservernetzung
Abfluss-verhalten
Gewässerbettdynamik
Maßnahmen:
Bsp: Wanderfischprogramm
Ziel: Wiedereinbürgerung des LachsesMaßnahmen:
Lebens-gemeinschaften
Gewässer-struktur
Land/Wasservernetzung
Abfluss-verhalten
Ursache: Kritische Sauerstoffverhältnisse im Porenlückensystem
Gewässerbettdynamik
Ergebnis: Reproduktion des Fischbestandes gestört
Abhilfe: Maßnahmen zur Stoffdynamik
Wasser-beschaffenheit
Wirkungsprognose !
Disziplinübergreifende Handlungskonzepte sind erforderlich !
Stoffdynamik
Bsp.: Hydraulische Stoßbelastungen Ziel: Verminderung hydraulischer Stoßbelastungen aus
Niederschlagswassereinleitungen (Merkblatt BWK M3)
Disziplinübergreifende Handlungskonzepte machen sich bezahlt !
Lebens-gemeinschaften
Wasser-beschaffenheit
Gewässer-struktur
Land/Wasservernetzung
Abfluss-verhalten
Abflussdynamik
Gewässerbettdynamik
Maßnahmen:
Ergebnis: Maßnahmenkombination spart 25% der Kosten(25 Mio. EUR im Erfteinzugsgebiet)
Gewässerbettdynamik
Abflussdynamik
Abflussdynamik
Methode: Kostenvergleichsrechnung
+
Variante 1:
Variante 2:
Flussgebietsmanagement
Daten
Give some data
Need support
Entscheidung
Ingenieur
Entscheidungsträger
Decision Support System
s (D
SS)
BewertungManagement
Flussgebietsmanagement
DatenMonitoring
InformationenModellierung
Entscheidung
InformationsvermittlungMessaging
: M4-Prozess
KERN (2002)
Need support Give support
M4-Prozess und DSS-Architektur
Data BaseMonitoring
Management
Modellierung
Messaging
Decision Support System
s (D
SS)
Model Base
Tool Base
User Interface
XML
Digitales Informations-management
FGB als Zukunftsaufgabe - Fazit
Gesellschaft
Nachhaltige Entwicklung
Wasserbau undWasserwirtschaft
Naturverträgliche Maßnahmen
Guter ökologischerGewässerzustand
Driving forces of environmental change
Pressureson theenvironment
State of the environment
Impactson economy, ecosystems,..
Responseof the society
Wirkungs-prognosen
Management-instrumente
(DSS)
Konkretisierung und Transformation von
Nachhaltigkeit
Integrierteökoeffiziente
Bewirtschaftungs-konzepte
Gliederung
Flussgebietsbewirtschaftung im Wandel –Rückblende am Beispiel der Erft
Flussgebietsbewirtschaftung als Zukunftsaufgabe
Fazit
Flussgebietsbewirtschaftung im Wandel
früher heuteZuständigkeit Gewässerlauf EinzugsgebietNutzungsdichte gering hochBewirtschaftungsziel Nutzungen NachhaltigkeitBearbeitung sektoral interdisziplinärInstrumentarium eingeschränkt vielfältig
Gewässer-bewirtschaftung
Flussgebiets-management
Fazit
bedarf individueller moderner Instrumente(DSS für M4-Prozess)
Flussgebietsmanagement
ist eine dynamische gesellschaftliche Aufgabe (DPISR-Prozess)
dient der ökoeffizienten Ressourcenallokation
soll sich am Leitbild der Nachhaltigkeit ausrichten
kann nur in interdisziplinärer Zusammenarbeit gelingen
Vielen Dank für Ihre AufmerksamkeitVielen Dank für Ihre AufmerksamkeitVielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit